Электропроводящий керамический материал

 

Изобретение относится к электропроводящим оксидным керамическим материалам . Цель изобретения - повышение электропроводимости и химической устойчивости в контакте с перексидом водорода. Электропроводящий материал содержит следующие компоненты, мас.%: 1п20з60.7- 61,4; СггОз 33.2 - 33,6; SrO 2,0 - 3.0; ТЮ2 2,0 - 4,1,обладает указанный электропроводящий материал следующими характеристиками: плотность (5,38 - 5,39)-103 кг/м3; открытая пористость 0,1 - 0,2%; объемная усадка 31 -35%; предел прочности при сжатии .450 - 490 МПа; потери веса керамики при 20°С в 20.%-ной щелочи 0,01 %, в кислоте 0,01 %,в 30 - 35%-ной перекиси водорода 0,02 - 0,03%; удельное электрическое сопротивление при 20°С 0,16 - 0,10 Ом-м,при 500°С 0,02 - 0,03 Ом-м. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 С 04 B 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770255/33 (22) 20.12.89 (46) 15.03.92. Бюл. ¹ 10 (71) Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше (72) И.В.Аболтиня, M.P.Ëåðóìà, P.Ê.Ðàìàòà, Г.Г.Гуревич и А.Б.Микоелов (53) 666.972 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №

384800, кл. С 04 В 35/00, 1971, Авторское свидетельство СССР №

384801, кл. С 04 В 35/00, 1971. (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЙ КЕРАМИЧЕ СКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к электропроводящим оксидным керамическим материаИзобретение относится к электропроводящим оксидным керамическим материалам, которые характеризуются высокой удельной проводимостью в диапазоне температур 20 — 500 С и могут быть использованы при 20 С в качестве электродного материала в контакте с агрессивными химическими агентами.

Цель изобретения — повышение электропроводимости при 200С (т.е. умеНьшение удельного электросопротивления) и химической устойчивости по отношению к пероксиду водорода.

Поставленная цель достигается тем, что электропроводящий керамический материал, включающий !п20з,дополнительно содержит СггОз, SrO, TiOz при следующем соотношении компонентов, мас.%:

„„. Ж„„1719356 А1 лам. Цель изобретения — повышение электропроводимости и химической устойчивости в контакте с перексидом водорода, Электропроводящий материал содержит следующие компоненты, мас,%: !п20з 60,7—

61,4; Сг20з 33,2 — 33,6; Sr0 2,0 — 3.0; TiOz 2,0 — 4,1,обладает указанный электропроводящий материал следующими характеристиками: плотность (5,38 — 5,39) ° 10 кг/м; открытая пористость 0,1 — 0,2 ; объемная усадка 31 — 35% ; предел прочности при сжатии.450 — 490 МПа; потери веса керамики при 20 С в 20 -ной щелочи 0,01, в кислоте 0,01%, в 30 — 35 -ной перекиси водорода

0,02 — 0,03%; удельное электрическое сопротивление при 20 С 0,16 — 0,10 Ом м,при

500 С 0,02 — 0,03 Ом м. 1 табл.

|пгОз 60,7 — 61,4

Сг20з 33,2 — 33,6

SrO 20-30 4

Т|62 2,0 — 4,1

Использование оксидов хрома. строн- С1 ция и титана для создания э!|ектропроводя- (>ц) щего керамического материала, химически (Л стойкого в контакте с перекисью водорода, О а также электропроводник на основе хромита индия не известны.

Керамика на основе хромита индия с добавками оксида стронция и титана получена иэ сульфата индия, кэрбоната стронция и оксидов хрома и титана марки ч,д.а.

Смешивание и измельчение компонентов шихты в определенных массовых соотношениях осуществлялось в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта в течение 12 ч. После высушивания шликера при 100—

1 119356

110 С материал подвергали обжигу. в порошкообразном состоянии при 11250С в течение 4 ч. После синтеза материал измельчают, прессуют образцы, которые обжигают при 1500 С в атмосфере воздуха.

Скорость подъема температуры 300o/÷, время выдержки при максимальной температуре 1 ч.

Обожженные образцы (диски с диаметром 18 мм) шлифуют до толщины 1.1 мм. Для определения электросопротивления на поверхность сошлифованных дисков наносились электроды методом напыления алюминия в вакууме. Для обожженных образцов определяют химические, керамические и электрические свойства по известным методикам (ГОСТ-ы 473.1.— 81—

473.11 — 81, 6433,2 — 71, 24409 — 801 Химиче-. ская устойчивость определена по отношению к 30 — 35 -ной н Ор3207-ной йаОн и

207-ной HzS04.

Химический состав материалов и их свойства приведены в таблице. Составы керамических масс с порядковым номером от

4 до 7 выходят за пределы предлагаемого состава электропроводящего керамического материала, По сравнению с прототипом образцы, изготовленные иэ предлагаемого керамического материала. характеризуются более высокой электропроводностью(распри 20 С

Потерю мессм gpss

20 С, t

30-35t+20t f202 (ОО (Р 501 ь дем. ллотмост !

ЬЬ arbor

Соде реем не момломем тое, лес Л

Лбъеммел

Уседмев

Удельное елемтросолротмелсммеЬОм мелом темлеретуре

Отмомтм морос тосте, \

Состое

Комломемтю состеее лел роммос лрм тм», 20 С

500 С

О,!7 0,023

3930 0,2 32 460

О,030 0,01 0,01

0,02 0,01 0,01 0,20 0,032

539 . 02 Э!

0,О3 О О\ 0,0! 0,16 0,02

35 490

0,1

5,М

0,9 O 0 1,60

20 300 О.Ь

0 32

5,39

1,О

130

1,О 0,9 2,0

5,39 ° 3

0,3

5,М 1,3

0,5

1, 09 I В 035

27 270

1,2 0,9 1,9 0,36

5 39

0,4! ° °! е,о, Cr,О, Ьто

Э!От ! етот

Cr,0, SrO

TiO4 ! оер

Ст,О, SrO т!Ое ! е;О, Crr0s

Sr0

2i0S

Эе О

Сего

3rO

9 iOr

1о 101

Ст,О, SrO тьое ! о 401

Ст,О, 6rO

7!Ое

60,7

33,2

2,0

4,1

61,4

33,6

3,0

2,0

61,1

33,4

2,5

3.0

60,1

32,9

2,0

4,2

61,5

33,6

1,9

3,0

60 7

33,3

3,2

2,Ь

60.3

33.3

2.1

4,3

2 раза), более высокой щелочестойкостью (на 20%), более высокой кислотостойкостью (на 20 ) и более стойкие в контакте с 30—

35 -ной перекисью водорода (500 раз).

5 При введении в состав предлагаемого электропроводящего керамического материала компонентов за пределами предлагаемого состава не достигается увеличения электропроводности и повышения химиче10 ской стойкости по отношению к щелочам, кислотам и к перекиси водорода (составы 4 — 7);

Преимущество предлагаемого материала заключается также в экономически более

15 дешевом сырьевом составе материала, так как оксиды Сг20з, TiOz u SrO намного дешевле редкоземельного оксида Hf02.

Формула изобретения

Электропроводящий керамический ма20 териал, включающий п20з и добавки, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводимости и химической устойчивости в контакте с пероксидом водорода при комнатной температуре, он в

25 качестве добавок содержит CrgOg, SrO u

TiOz при следующем соотношении компонентов, мас. : ! п203

Сг20з

Sr0

TiOg